(57)【要約】【課題】バットジョイントの接合面における半導体層の盛り上がりを低減するとともに、その盛り上がりの量のばらつきを抑制し、これにより光結合損失の少ないバットジョイントを安定的に作成する技術を提供する。【解決手段】ＩｎＰ基板１５０上にＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２およびｐ−ＩｎＰクラッド層１５４が積層した構造の第一の導波路を形成し、これに隣接して、ＩｎＧａＡｓＰコア層１６０およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２が積層した第二の導波路を形成する。第一の導波路および第二の導波路を、いずれも＜１１０＞方向に延在する形態とし、両者の接合面を（１００）面とする。【選択図】図１
2005055764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の導波路および第二の導波路がバットジョイント接合された光導波路であって、
前記第一および第二の導波路は、基板上に閃亜鉛鉱型結晶構造の半導体からなるコア層およびクラッド層がこの順で積層した層構造を有し、
前記第一および第二の導波路の接合面が、（１００）面と等価な面、または、これらの面に対し基板面の垂線に対して傾いており基板面内方向に７度以内のオフ角を有する面を含むことを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記接合面において、前記第一の導波路のクラッド層の端面が基板に対して略垂直な面となっていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記接合面において、前記第一の導波路のコア層の端面が基板に対して略垂直な面となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記接合面において、前記第一の導波路のコア層の端面が、前記第一の導波路のクラッド層の端面よりも後退していることを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路。
【請求項５】
前記第一の導波路のコア層は、発光層を含むことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の光導波路。
【請求項６】
前記第一および第二の導波路のコア層が、
ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙ（ｘおよびｙは０以上１以下の数）
からなることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の光導波路。
【請求項７】
基板上に、第一のコア層および第一のクラッド層を積層して導波路構造を形成する工程と、
前記導波路構造を選択的に除去して第一の導波路を形成する工程と、
前記基板上に、第二のコア層および第二のクラッド層を積層して、前記第一の導波路の端面とバットジョイント接合する第二の導波路を形成する工程と、
を含み、
前記第一および第二の導波路の接合面を、（１００）面と等価な面、または、これらの面に対し基板面の垂線に対して傾いており基板面内方向に７度以内のオフ角を有する面とすることを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項８】
第一のコア層および第一のクラッド層をドライエッチングにより選択的に除去して前記第一の導波路を形成することを特徴とする請求項７に記載の光導波路の製造方法。
【請求項９】
第一のコア層および第一のクラッド層をウエットエッチングにより選択的に除去して前記第一の導波路を形成することを特徴とする請求項７に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１０】
第一のクラッド層をドライエッチングにより選択的に除去し、第一のコア層をウエットエッチングにより選択的に除去して、前記第一の導波路を形成することを特徴とする請求項７に記載の光導波路の製造方法。
【請求項１１】
第二のコア層および第二のクラッド層を、ハロゲンガスを含有する成長ガスを用いたエピタキシャル成長により形成することを特徴とする請求項７乃至１０いずれかに記載の光導波路の製造方法。
【請求項１２】
前記第一および第二のコア層が、
ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙ（ｘおよびｙは０以上１以下の数）
からなることを特徴とする請求項７乃至１１いずれかに記載の光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の導波路が接続した光導波路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子、レンズ、受光素子など個別部品で光システムを構成する場合、光軸合わせの工程が必要であった。この光軸合わせの工程では通常μｍ単位での位置合わせが必要であるため、製造時間とコストの低減が困難であるという問題があった。さらに、この光システムでは環境温度の変動により各個別部品を固定している材質の熱膨張、収縮により光軸がずれるという問題もあった。
【０００３】
こうした問題を解消するため、発光素子、受光素子、分波器、合波器等を同一基板上に集積する技術が提案されている。このようにすれば、光システムの最大の問題点であった光軸合わせの工程が無くなるため、光システム作製において低コスト化を図ることができる。さらに、この光システムでは集積化されていることにより、環境温度の変動による光軸ずれの変動を小さくすることが可能となる。
【０００４】
こうしたシステムを作製するにあたっては、素子と導波路とを、光損失を抑制しつつ接続することが重要な技術的課題となる。発光素子と光導波路の接合部には、従来、バットジョイント（突き合わせ結合）とよばれるジョイント構造が採用されてきた。バットジョイントとは、屈折率分布の異なる２以上の光導波路の端面同士を光軸方向に突き合わせて接合するジョイント構造をいう。
【０００５】
従来、(001)ＩｎＰ基板上に形成したＩｎＧａＡｓＰ系導波路のバットジョイントについて、いくつかの提案がなされている（特許文献１、２）。このようなバットジョイントは、まず、第一の導波路を半導体層のエピタキシャル成長により形成した後、マスクを用いて半導体層を部分的に除去し、第二の導波路を、マスクを用いてエピタキシャル成長することにより作製できる。ＩｎＧａＡｓＰ系導波路では、レーザ出射端面を劈開面（１１０）面とする関係上、バットジョイントの接合面は、通常、（１１０）面となる。
これに対し、特許文献１は、接合面を（１１０）面以外の面とすることで、接合面で反射された導波光が導波路の外に放射されるようになり再び導波路に入射して元の方向に返ってくることを防止でき、反射光による不都合を解消できることが記載されている。また、同文献には、（１１０）面のような低指数面を接合面としたとき、接合面で半導体層の異常成長が起きやすいことが指摘されており、その対策として、接合面を（１１０）面以外の面とするのが有効であることが記載されている。
【０００６】
一方、特許文献２には、上記した半導体層の異常成長は、第一の導波路をエッチング加工する際、サイドエッチングにより半導体層端面がサイドエッチングされることが原因となって引き起こされることが記載されている。また、このサイドエッチング量は、特許文献１で述べているような反射防止の観点から接合面を光導波方向に対して斜めに設けたとき（接合面を上からみたとき）、より顕著となることが記載されている。同文献では、こうした問題に対し、ドライエッチングおよびウエットエッチングを併用することで第一の導波路のサイドエッチングを抑制し、光結合損失を低減できることが記載されている。
【特許文献１】特開平９−１９７１５４号公報  図１
【特許文献２】特開平１１−８７８４４号公報  段落００２７、００４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、本発明者の検討によれば、接合面を光導波方向に対して斜めに設けるだけでは接合面における半導体層の盛り上がりを十分に解消できないことが明らかになった。また、接合面を斜めに設けた場合、半導体層の盛り上がりの量が、素子ごとに大きくばらつくことが明らかになった。
【０００８】
このような半導体層の盛り上がりが生じると、接合面における光損失の程度が大きくなる。また、盛り上がりの程度がばらつくと、光結合損失の程度が変動し、素子性能のばらつきをもたらすという問題が生じる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、バットジョイントの接合面における半導体層の盛り上がりを低減するとともに、その盛り上がりの量のばらつきを抑制し、これにより光結合損失の少ないバットジョイントを安定的に作成する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、第第一の導波路および第二の導波路がバットジョイント接合された光導波路であって、前記第一および第二の導波路は、基板上に閃亜鉛鉱型結晶構造の半導体からなるコア層およびクラッド層がこの順で積層した層構造を有し、前記第一および第二の導波路の接合面が、（１００）面と等価な面またはこれらの面に対し基板面の垂線に対して傾いており、基板面内方向に７度以内のオフ角を有する面を含むことを特徴とする光導波路が提供される。
また本発明によれば、基板上に、第一のコア層および第一のクラッド層を積層して導波路構造を形成する工程と、前記導波路構造を選択的に除去して第一の導波路を形成する工程と、前記基板上に、第二のコア層および第二のクラッド層を積層して、前記第一の導波路の端面とバットジョイント接合する第二の導波路を形成する工程と、を含み、前記第一および第二の導波路の接合面を、（１００）面と等価な面、または、これらの面に対し基板面の垂線に対して傾いており基板面内方向に７度以内のオフ角を有する面とすることを特徴とする光導波路の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明は、導波路接合面として上記のような特定の面を採用する。従来技術の項で述べたように、光の反射による不都合を回避する、あるいは、光導波方向に垂直な（１１０）面を接合面としたときの異常成長を抑制する観点から、接合面を斜めにすることは、従来の知見として知られていた。これに対し本発明は、単に接合面を斜めにするだけでなく、上記特定の面を選択することにより、半導体層の盛り上がりを顕著に抑制するとともに、その盛り上がりの程度のばらつきを低減し安定な素子性能を示すバットジョイントを提供するものである。実施形態、実施例にて後述するように、上記面を接合面とすることにより、接合面を安定的に良好な形状とすることができる。ここで、（１００）面と等価な面とは、（１００）面、（０１０）面、（−１００）面および（０−１０）面をいう。
【００１２】
本発明において、前記接合面に含まれる各導波路のクラッド層の端面が基板に対して略垂直な面となっている構成とすることができる。
このようにすれば、クラッド層の端面が基板に略垂直な面となっているため、接合面における半導体層の盛り上がりの程度を均一にし、素子間のばらつきを低減することが可能となる。
【００１３】
本発明において、前記導波路のクラッド層の端面が前記接合面よりも後退している構成とすることができる。たとえば、前記導波路のクラッド層の端面が前記接合面よりも０．３μｍ以上後退しているようにすることができる。
【００１４】
このようすれば、コア層がクラッド層に対して後退して形成されるため、この後退部分に一定程度の半導体材料が収容されることとなり、接合面における半導体層の盛り上がりをより一層低減することができる。
【００１５】
本発明の製造方法において、第一のコア層および第一のクラッド層をドライエッチングにより選択的に除去して前記第一の導波路を形成することとしてもよい。こうすることにより、半導体層の盛り上がりのばらつきを効果的に低減することができる。
また、第一のコア層および第一のクラッド層をウエットエッチングにより選択的に除去して前記第一の導波路を形成することとしてもよい。また、第一のクラッド層をドライエッチングにより選択的に除去し、第一のコア層をウエットエッチングにより選択的に除去して、前記第一の導波路を形成することとしてもよい。こうすることにより、半導体層の盛り上がり量を低減することができる。
さらに本発明の製造方法において、第二のコア層および第二のクラッド層を、ハロゲンガスを含有する成長ガスを用いたエピタキシャル成長により形成してもよい。こうすることにより、半導体層の盛り上がり量およびそのばらつきを効果的に低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、バットジョイントの接合面における半導体層の盛り上がりを低減するとともに、その盛り上がりの量のばらつきを抑制し、これにより光結合損失の少ないバットジョイントを安定的に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第一の実施の形態
図１は、本実施形態に係るバットジョイントの構造を示す。図中、ＩｎＰ基板１５０上にＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２（膜厚０．４μｍ）およびｐ−ＩｎＰクラッド層１５４（膜厚１．５μｍ）が積層した構造の第一の導波路が形成されている。この導波路と光導波方向に隣接して、ＩｎＧａＡｓＰコア層１６０（膜厚０．４μｍ）およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２（膜厚１．５μｍ）が積層した第二の導波路が形成されている。第一の導波路は、利得を有するＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２を備え能動素子として機能する。一方、第二の導波路におけるＩｎＧａＡｓＰコア層１６０は、利得を有しない層である。
【００１８】
第一の導波路および第二の導波路は＜１１０＞方向に延在し、両者は（０１０）面を含む接合面により接合されている。ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２およびＩｎＧａＡｓＰコア層１６０は、（０１０）面に対し＜１００＞方向の軸周りに約４５度回転した面で接合している。一方、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５４およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２は、（０１０）面と実質的に等しい面（オフ角５度以内）で接合している。
【００１９】
図２は、図１のバットジョイントの形成方法を説明する図である。まず、図２Ａのように、ＩｎＰ基板１５０上にＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５４をこの順で積層し、その上に所定の形状にパターニングされたマスク１５６を設ける。次に、図２Ｂに示すように、マスク１５６をマスクとしてｐ−ＩｎＰクラッド層１５４を選択的にドライエッチングする。エッチングガスとしては、メタン、塩素の一方、あるいは両方を含んだ混合ガスが好ましく用いられる。こうしたエッチングガスを用いることにより、後述するように接合面における半導体層のせり上がりを抑制することができる。なお、図２Ｂでは、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５４のみがエッチングされた状態が示されているが、このときＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２も同時に一部がドライエッチングされていても構わない。
【００２０】
次に、硫酸を含むエッチング液を用いて、マスク１５６をマスクとしてＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２を選択的にウェットエッチングする（図２Ｃ）。以上により、（０１０）面およびこの面から半導体層の積層方向に傾斜を持った面を端面とするコア島が形成される。
【００２１】
図３は、図２につづくバットジョイントの形成方法を説明する図である。図２Ｃの状態から、マスク１５６を用い、得られた導波路構造の周囲にＩｎＧａＡｓＰコア層１６０およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２をこの順で埋込選択成長させる（図３Ａ）。成長方法としては、ＭＯＶＰＥ法等が用いられる。続いて、図３Ｂに示すように、マスク１５６およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２の表面に、＜１１０＞方向に延在するストライプ状のマスク１６４を形成する。次に、図３Ｃに示すように、マスク１６４を用いてＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５４、ＩｎＧａＡｓＰコア層１６０およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２を選択的にドライエッチングし、図３Ｃに示す導波路構造１６６を形成する。エッチングガスとしては、メタン、塩素の一方、あるいは両方を含んだ混合ガスを用いることができる。
【００２２】
以上のプロセスにより、図１に示すバットジョイントが形成される。このバットジョイントは、（０１０）面またはこの面から所定範囲内で斜めに傾斜した面を接合面とするため、従来問題となっていたジョイント部分の半導体層の盛り上がりが顕著に低減される。また、接合面における半導体層の盛り上がりの程度に関し、素子間のばらつきを低減し、良好な性能の導波路を安定的に形成することが可能となる。さらに、本実施形態では、図２Ｃにおいて、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２をウェットエッチングにより、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５４をドライエッチングによりそれぞれエッチングしているため、接合面における半導体層の盛り上がりの程度およびそのばらつきを、より一層低減することを可能としている。
【００２３】
半導体層の盛り上がりの問題について、以下、図面を参照して説明する。図５は、従来のバットジョイントの構造を示す図である。このバットジョイントは、光導波方向と垂直な（１１０）面を接合面とする。ＩｎＰ基板１５０上にＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２およびｐ−ＩｎＰクラッド層１５４が積層した構造の第一の導波路が形成され、その上にマスク１５６が設けられている。これに隣接して、ＩｎＧａＡｓＰコア層１６０およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２を成長させた状態が図示されている。接合面が（１１０）面であるため、ｐ−ＩｎＰクラッド層１６２の横方向の成長が速く、図のようにＩｎＧａＡｓＰコア層１６０およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２が盛り上がった異常形状となっている。ｐ−ＩｎＰクラッド層１６２は、マスク１５６の上部を覆うように成長している。このため、接合面における光損失の程度が大きくなるという問題があった。本実施形態によるジョイントは、こうした異常形状の発生を最小限に抑制することができ、光損失の少ないジョイント構造を安定的に実現される。
【００２４】
第二の実施の形態
第一の実施の形態では、導波路を構成するクラッド層をドライエッチングで、コア層をウエットエッチングで、それぞれ形成したが、両方ともドライエッチングで形成してもよく、また、両方ともウエットエッチングにより形成してもよい。
図４は、接合面近傍の半導体層の層構造を示す図である。本実施形態では、＜０１０＞方向と垂直な面、すなわち、（０１０）面またはこの面をサイドエッチングして得られる面を接合面としている。このような接合面とすることにより、半導体層の盛り上がりが抑制されている。
図４中右側には、ＩｎＧａＡｓＰコア層１６０およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２が積層されている。光の導波方向は、図中左から右へ向かう方向である。図示するように、ＩｎＧａＡｓＰコア層１６０およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２は、基板上部に向かって盛り上がった形状となっている。これは、これらの層の接合面１５７における成長の不安定さに起因するものである。接合面１５７が（１１０）面である場合、ＩｎＧａＡｓＰコア層１６０およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２は、横方向に極めて早い成長速度で成長する結果、従来技術で述べたように、図５のような異常形状が発生する。
【００２５】
図４の各分図は、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２およびｐ−ＩｎＰクラッド層１５４のエッチング方法を変更したものである。図４Ａは、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２およびｐ−ＩｎＰクラッド層１５４をともにドライエッチングにより加工して得られた構造である。この方法を採用した場合、盛り上がり量のばらつきを顕著に抑制することができ、良好なジョイント性能を安定的に得ることができる。
【００２６】
図４Ｂは、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２はウェットエッチングによりｐ−ＩｎＰクラッド層１５４はドライエッチングにより加工したものである。これは上記実施形態のプロセスに該当する。この方法によれば、盛り上がり量およびそのばらつきを効果的に低減することができる。また、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２およびＩｎＧａＡｓＰコア層１６０の接合面が、庇状に張り出したｐ−ＩｎＰクラッド層１５４の下部に形成されるため、良好な光結合率が安定的に得られる。図４Ｂでは、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２端面が、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５４端面より、０．３μｍ以上後退した形状となっている。すなわち、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２端面上部が、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５４端面から０．３μｍ以上後退した位置にある。このため、上記光結合率を安定させる効果が充分に得られる。
【００２７】
図４Ｃは、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２およびｐ−ＩｎＰクラッド層１５４をともにウェットエッチングにより形成したものである。この方法を採用した場合、マスク１５７直下に、ウエットエッチングにより形成された凹部が生じる。そして、図４Ｃに示す領域１７０において、ＩｎＧａＡｓＰコア層１６０およびｐ−ＩｎＰクラッド層１６２の境界がやや不明瞭となる。一方、第二の導波路を形成する際の半導体層の成長時に、マスク直下の凹部に半導体材料が取り込まれ、結果として、半導体層の盛り上がり量が小さくなるという利点が得られる。
【００２８】
以上のように、接合面における半導体層の盛り上がりの程度は、（１１０）面からのずれによって大きく変化する。図４において、ＩｎＧａＡｓＰコア層１６０の最大厚みをＤ、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２の厚みをｄとしたとき、Ｄ／ｄの値を１以上１．６以下とすることにより、良好な光結合率を示すバットジョイントを得ることができる。図４において、Ｄ１は、Ｄ２、Ｄ３よりも大きな値を示す傾向にあるが、成長するにあたり、成長ガス中に塩素等のハロゲンガスを添加することにより、Ｄ１の値を低減することが可能である。
【００２９】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、様々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３０】
たとえば、上記実施形態では、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体層を用いて導波路を構成したが、他のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いてもよい。たとえば、ＩＩＩ族原子がＢ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌのいずれかを含み、Ｖ族がＮ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉのいずれかを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いることもできる。具体的には、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＳｂ、ＩｎＧａＰＳｂ、ＩｎＧａＡｓＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＴｌＧａＩｎＡｓ、ＴｌＧａＩｎＡｓＮ、ＴｌＧａＩｎＰＮ等を例示することができる。
また、活性層の組成は適宜設計することができ、たとえば１．５５μｍ組成ＩｎＧａＡｓＰ層とすうことができる。また、ＩｎＧａＡｓＰ層およびＩｎＰ層を交互に積層した量子井戸構造の活性層とすることもできる。なお、半導体層の組成は目的・用途に応じて適宜選択される。
また、上記実施の形態では、接合面として（０１０）面を採用したが、これと等価な面またはこれらと所定範囲内の傾きを持つ面を採用することもできる。図７は、（１００）面を採用した例であり、こうした構造の導波路構造とすることもできる。
【実施例】
【００３１】
実施例１
第一の実施の形態で述べた方法により、図４Ｂの断面構造のバッドジョイントを作製した。図４Ｂにおいて、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２端面上部が、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５４端面より０．３μｍ程度後退した位置にあり、接合面の傾きは、＜００１＞方向に対して約２０度であった。ｐ−ＩｎＰクラッド層１５４はドライエッチングにより加工し、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２はウエットエッチングにより加工した。
【００３２】
図６は、本実施例で評価した導波路の構造を上面からみた図である。第一の導波路１８２と第二の導波路１８０とが、導波路方向に縦列に接続した構成となっている。図６におけるθの値を変更して複数のバットジョイントを作成し、その断面構造を走査型顕微鏡により外観観察した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2005055764.tif 000003
【００３４】
表中、図４ＢにおけるＩｎＧａＡｓＰコア層１６０の最大厚みをＤ、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１５２の厚みをｄとした。
【００３５】
表１の結果から、接合面の角度を光導波方向に対して垂直とした場合、すなわち、接合面を（１１０）面とした場合、接合面の異常成長の程度（Ｄ／ｄ）が顕著になることが明らかになった。また、θを０より大きな値として接合面を光導波方向に対し斜めに設けた場合、異常成長の程度は軽減するが、θを１５度、３０度、６０度とした場合は、軽減効果は充分でなく、４５度とした場合、すなわち、接合面を（０１０）面またはこの面に対して所定範囲内の傾きを持った面とした場合に顕著にＤ／ｄが小さくなることがわかる。
【００３６】
また、Ｄ／ｄの値のばらつきについては、上記（０１０）面等としたとき、他の面を採用したときに比べて顕著に小さくなることが明らかになった。この理由については、以下のように推察される。
【００３７】
図８は、図６における第一の導波路１８２と第二の導波路１８０との接合面を拡大して表した図である。図６におけるθを４５度としたとき、接合面は（１００）面と等価な面となり、接合面はひとつの平坦な原子面で構成される（図８において左端から右端に水平に延びる面）。ところが、θを４５度と異なる値としたとき、接合面は、（１００）等価面が１原子層の整数倍の高さの階段（ステップ）で繋がった凹凸面で構成されることとなる（図８における階段状の面）。ここで、接合面内において、ステップの高さや間隔（テラスの幅）は不均一である。図８では基板面内方向におけるステップおよびテラスの大きさのばらつきを示したが、このばらつきは、＜００１＞方向においても同様に生じる。こうしたステップやテラスの大きさのばらつきが原因となって、接合面近傍における半導体層の成長速度のばらつきが生じ、半導体層の盛り上がりの程度がばらつくものと考えられる。
【００３８】
また、θが４５度から離れるにしたがって、前記ステップの高さまたは密度が高く、テラス幅は狭くなる。具体的には、接合面を（010）として、θが大きくなるにつれて一分子層ステップあたりのテラスの幅は狭くなっていく。θが５度のときテラスの幅はステップ高さの１１．４倍、７度のとき８．１倍、１０度のとき５．７倍、１５度のときは３．７３倍となる。このため成長速度がばらつきやすくなり、マスク上への張り出し具合も激しくばらつくことになると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態に係るバットジョイントの構造を示す図である。
【図２】図１のバットジョイントの形成方法を説明する図である。
【図３】図２につづくバットジョイントの形成方法を説明する図である。
【図４】接合面近傍の半導体層の層構造を示す図である。
【図５】従来のバットジョイントの構造を示す図である。
【図６】実施例で評価した導波路の構造を上面からみた図である。
【図７】実施形態に係るバットジョイントの構造を示す図である。
【図８】接合面における半導体層成長速度のばらつきを説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
１５０  基板
１５２  活性層
１５４  クラッド層
１５６  マスク
１５７  接合面
１６０  コア層
１６２  クラッド層
１６４  マスク
１６６  導波路構造
１７０  領域
１８０  第二の導波路
１８２  第一の導波路
【図１】
2005055764.tif 000004
【図２】
2005055764.tif 000005
【図３】
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【図４】
2005055764.tif 000007
【図５】
2005055764.tif 000008
【図６】
2005055764.tif 000009
【図７】
2005055764.tif 000010
【図８】
2005055764.tif 000011